近日，我國新型儲能領域內首個10兆瓦時的鈉離子電池儲能電站在廣西南寧正式投運。這是我國鈉離子電池儲能技術首次實現規模化應用。
在廣西伏林鈉離子電池儲能電站，隨著調度系統發出放電的指令，電池艙內儲存的1萬千瓦時新能源電量被送出，這些電量將滿足1500戶家庭一天的用電需求，隨著這次電量傳輸完成，標志著電站正式投運。
該電站由南方電網廣西電網公司投資建設，本期投產規模為10兆瓦時。項目整體建成后規模將達到100兆瓦時，每年能發出清潔電能7300萬千瓦時，相應減少5萬噸二氧化碳排放，能滿足3.5萬居民用戶的用電需求。
12分鐘可充電90%
2022年11月，南方電網廣西電網公司聯合南網儲能（600995）公司、中國科學院物理研究所、中科海鈉科技有限責任公司等多家單位組成的項目團隊，正式啟動了國家重點研發計劃項目子課題“百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統集成技術及應用示范”研究攻關任務。
高性能電芯是整套鈉離子電池儲能系統的基礎單元。經過長達一年半的研究，項目團隊研制出了全球首款長壽命、寬溫區、高安全210安時鈉離子儲能電池。“從性能看，這種鈉離子電池具有工作溫區寬、快充和倍率性好等優點，12分鐘可以充電90%。”中國科學院物理研究所研究員胡勇勝表示。
作為項目的主要技術參與方，南網儲能公司儲能科研院在鋰電池儲能的系統集成和安全防控等領域有著較為豐富的研究經驗，承擔了國家重點研發計劃“鋰離子電池儲能系統全壽命周期應用安全技術”。“雖然鈉電和鋰電的反應原理相似，但要結合鈉電充放電特性研制出成套儲能系統，卻需要攻克很多新的難題。”南網儲能公司技術專家李勇琦表示。
隨著關鍵技術的突破，鈉離子電池有望成為成本最低的電化學儲能技術，將加快推動我國新型儲能電站向集中式、大型化趨勢發展，促進新能源發電高比例消納，以新型儲能新質生產力發展助力新型電力系統和新型能源體系構建。“我們研發的這個系統可以靈活地進行模塊化組合擴展，好比搭積木，積木越多，規模越大。”該項目負責人、南方電網廣西電網公司創新部副主任高立克表示，該系統通過模塊化組合實現靈活擴展，規模可以達到100兆瓦時以上。
提升電池模塊安全性
在安全防控方面，該項目團隊開發了液冷系統熱管理策略以及模組級熱阻隔、高效滅火等鈉離子電池儲能系統成套火災防控技術。整套系統的22000多個鈉電池單體的溫度差控制在3攝氏度以內。運用兼備散熱和熱失控阻隔的玻璃纖維氣凝膠作為電芯間的熱阻隔材料后，可將電池單體熱失控蔓延時間由30分鐘延長至2小時，足足延長至4倍，大幅提升了電池模塊的安全性。而團隊研發的液氮高效滅火、降溫、抗復燃技術，能夠在5秒內撲滅電池初期火災，做到24小時不復燃不爆炸。
2024年1月28日，由中國工程院蔣劍春院士，中國科學院程時杰院士、張躍院士，歐盟科學院孫金華院士等專家組成的中國機械工業聯合會鑒定委員會對項目成果作出評審鑒定：該項目團隊研制的“10兆瓦時電力儲能電站用鈉離子電池儲能系統”整體技術處于國際領先水平。
國內鈉電池產業處于培育期
新型儲能是指通過電化學儲能、物理儲能等技術實現能量存儲。鈉離子電池與鋰離子電池都屬于電化學儲能，它們的工作原理相似，都是通過電能和化學能的相互轉化來完成充、放電。
目前，我國已建成投運的新型儲能項目中，鋰離子電池儲能占到97.4%。隨著鈉離子電池儲能技術的突破，將與鋰離子電池形成互補和有效替代。
李勇琦表示，鈉資源來源廣泛、儲量豐富、價格低廉，而且能量轉換效率超過鋰電池，有望應用于大規模電化學儲能、電動汽車、工程機械等領域。
相對于鋰電池，鈉電池具有資源豐富、高低溫性能優異、倍率性能好、安全性高的特性，使其能夠在兩輪車、儲能等應用領域得到進一步驗證和實踐。
高工咨詢董事長張小飛表示：“鈉電池技術和產品還在不斷快速發展過程中，可靠性的提升、技術路線的確立、供應鏈的建立等問題尚待解決。”
展望鈉電池產業未來幾年的趨勢，高工產研預測，在產能上，2024年我國將有超過5家鈉電池企業完成5吉瓦時鈉電池產能，超過5家企業完成1000噸聚陰離子正極材料產能，超過8家企業完成1000噸硬碳負極材料產能。
總體來看，2023年至2027年，國內鈉電池產業仍然處于培育期，2027年后將進入爆發期。
在廣西伏林鈉離子電池儲能電站，隨著調度系統發出放電的指令，電池艙內儲存的1萬千瓦時新能源電量被送出，這些電量將滿足1500戶家庭一天的用電需求，隨著這次電量傳輸完成，標志著電站正式投運。
該電站由南方電網廣西電網公司投資建設，本期投產規模為10兆瓦時。項目整體建成后規模將達到100兆瓦時，每年能發出清潔電能7300萬千瓦時，相應減少5萬噸二氧化碳排放，能滿足3.5萬居民用戶的用電需求。
12分鐘可充電90%
2022年11月，南方電網廣西電網公司聯合南網儲能（600995）公司、中國科學院物理研究所、中科海鈉科技有限責任公司等多家單位組成的項目團隊，正式啟動了國家重點研發計劃項目子課題“百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統集成技術及應用示范”研究攻關任務。
高性能電芯是整套鈉離子電池儲能系統的基礎單元。經過長達一年半的研究，項目團隊研制出了全球首款長壽命、寬溫區、高安全210安時鈉離子儲能電池。“從性能看，這種鈉離子電池具有工作溫區寬、快充和倍率性好等優點，12分鐘可以充電90%。”中國科學院物理研究所研究員胡勇勝表示。
作為項目的主要技術參與方，南網儲能公司儲能科研院在鋰電池儲能的系統集成和安全防控等領域有著較為豐富的研究經驗，承擔了國家重點研發計劃“鋰離子電池儲能系統全壽命周期應用安全技術”。“雖然鈉電和鋰電的反應原理相似，但要結合鈉電充放電特性研制出成套儲能系統，卻需要攻克很多新的難題。”南網儲能公司技術專家李勇琦表示。
隨著關鍵技術的突破，鈉離子電池有望成為成本最低的電化學儲能技術，將加快推動我國新型儲能電站向集中式、大型化趨勢發展，促進新能源發電高比例消納，以新型儲能新質生產力發展助力新型電力系統和新型能源體系構建。“我們研發的這個系統可以靈活地進行模塊化組合擴展，好比搭積木，積木越多，規模越大。”該項目負責人、南方電網廣西電網公司創新部副主任高立克表示，該系統通過模塊化組合實現靈活擴展，規模可以達到100兆瓦時以上。
提升電池模塊安全性
在安全防控方面，該項目團隊開發了液冷系統熱管理策略以及模組級熱阻隔、高效滅火等鈉離子電池儲能系統成套火災防控技術。整套系統的22000多個鈉電池單體的溫度差控制在3攝氏度以內。運用兼備散熱和熱失控阻隔的玻璃纖維氣凝膠作為電芯間的熱阻隔材料后，可將電池單體熱失控蔓延時間由30分鐘延長至2小時，足足延長至4倍，大幅提升了電池模塊的安全性。而團隊研發的液氮高效滅火、降溫、抗復燃技術，能夠在5秒內撲滅電池初期火災，做到24小時不復燃不爆炸。
2024年1月28日，由中國工程院蔣劍春院士，中國科學院程時杰院士、張躍院士，歐盟科學院孫金華院士等專家組成的中國機械工業聯合會鑒定委員會對項目成果作出評審鑒定：該項目團隊研制的“10兆瓦時電力儲能電站用鈉離子電池儲能系統”整體技術處于國際領先水平。
國內鈉電池產業處于培育期
新型儲能是指通過電化學儲能、物理儲能等技術實現能量存儲。鈉離子電池與鋰離子電池都屬于電化學儲能，它們的工作原理相似，都是通過電能和化學能的相互轉化來完成充、放電。
目前，我國已建成投運的新型儲能項目中，鋰離子電池儲能占到97.4%。隨著鈉離子電池儲能技術的突破，將與鋰離子電池形成互補和有效替代。
李勇琦表示，鈉資源來源廣泛、儲量豐富、價格低廉，而且能量轉換效率超過鋰電池，有望應用于大規模電化學儲能、電動汽車、工程機械等領域。
相對于鋰電池，鈉電池具有資源豐富、高低溫性能優異、倍率性能好、安全性高的特性，使其能夠在兩輪車、儲能等應用領域得到進一步驗證和實踐。
高工咨詢董事長張小飛表示：“鈉電池技術和產品還在不斷快速發展過程中，可靠性的提升、技術路線的確立、供應鏈的建立等問題尚待解決。”
展望鈉電池產業未來幾年的趨勢，高工產研預測，在產能上，2024年我國將有超過5家鈉電池企業完成5吉瓦時鈉電池產能，超過5家企業完成1000噸聚陰離子正極材料產能，超過8家企業完成1000噸硬碳負極材料產能。
總體來看，2023年至2027年，國內鈉電池產業仍然處于培育期，2027年后將進入爆發期。
